(57)【要約】【課題】多数の部品を必要とせずに簡易な構成で負電源を生成することができるインバーター制御回路の提供。【解決手段】インバーター制御回路は、レゾルバの励磁巻線に接続される励磁回路であって、負電源を用いずに励磁信号を生成する励磁回路と、励磁回路の励磁巻線に対して並列に接続され、励磁信号から負電源を生成する負電源生成回路とを備えることを特徴とする。負電源生成回路は、半波整流回路又はチャージポンプ回路を含んでよい。負電源生成回路は、定電圧回路を含んでよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバーター制御回路であって、
レゾルバの励磁巻線に接続される励磁回路であって、負電源を用いずに励磁信号を生成する励磁回路と、
前記励磁回路の前記励磁巻線に対して並列に接続され、前記励磁信号から負電源を生成する負電源生成回路とを備えることを特徴とする、インバーター制御回路。
【請求項２】
前記負電源生成回路は、半波整流回路又はチャージポンプ回路を含む、請求項１に記載のインバーター制御回路。
【請求項３】
前記負電源生成回路は、定電圧回路を含む、請求項２に記載のインバーター制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバの励磁回路を備えるインバーター制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流電源から負電源を生成する負電源回路は知られている（例えば、特許文献１参照）。また、負電源(図２の−１５Ｖ参照)を用いて励磁信号を生成するレゾルバの励磁回路が知られている(例えば、特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８‐８６１３５号公報
【特許文献２】特開平０５‐５２５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インバーター制御回路内では、レゾルバの励磁回路や高圧検出回路（高圧電源の電圧を監視するための回路)等において負電源が必要とされている。この種の負電源を構成するためには、インダクタ、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ、制御ＩＣ等の多くの部品が必要とされており、これが、インバーター制御基板の小型化や低コスト化を阻害する要因となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、多数の部品を必要とせずに簡易な構成で負電源を生成することができるインバーター制御回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、インバーター制御回路であって、
レゾルバの励磁巻線に接続される励磁回路であって、負電源を用いずに励磁信号を生成する励磁回路と、
前記励磁回路の前記励磁巻線に対して並列に接続され、前記励磁信号から負電源を生成する負電源生成回路とを備えることを特徴とする、インバーター制御回路が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、多数の部品を必要とせずに簡易な構成で負電源を生成することができるインバーター制御回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例（実施例１）によるインバーター制御回路１の要部を示す図である。
【図２】図１に示すインバーター制御回路１の主要ポイントＰ１乃至Ｐ３で発生する波形を示す図である。
【図３】本発明の他の一実施例（実施例２）によるインバーター制御回路１の要部を示す図である。
【図４】本発明の他の一実施例（実施例３）によるインバーター制御回路３の要部を示す図である。
【図５】本発明の他の一実施例（実施例４）によるインバーター制御回路５の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例（実施例１）によるインバーター制御回路１の要部を示す図である。インバーター制御回路１は、レゾルバ（図示せず）の励磁巻線３０に接続される励磁回路１０を含む。尚、レゾルバは、インバーター制御回路１によりインバーターを介して制御される電気モータ(車輪駆動用モータ)の回転角を検出する電磁誘導型角度検出器である。例えば、レゾルバは、センサロータの回転角度により振幅が変化する２組のアナログ信号（ｓｉｎ相及びｃｏｓ相）に基づいて電気モータの回転角を絶対角にて検出する。
【００１１】
励磁回路１０は、レゾルバの励磁に必要な励磁信号を生成する。励磁信号は、正負を取る正弦波の波形を有する。典型的には、励磁信号は、ゼロを中心として正負に振動する正弦波の波形を有する。励磁回路１０は、負電源を用いずに励磁信号を生成するタイプのものであれば任意の構成であってよい。
【００１２】
図示の例では、励磁回路１０は、２４Ｖの正電源のみを用いて励磁信号を生成する。具体的には、励磁回路１０は、レゾルバデジタルコンバータ（Ｒ／Ｄ変換器）１２と、増幅回路部２０と、カップリングコンデンサＣｃと、コンデンサＣｐとを含む。カップリングコンデンサＣｃは、増幅回路部２０の出力側と励磁巻線３０との間に、励磁巻線３０と直列に接続され、コンデンサＣｐは、カップリングコンデンサＣｃと励磁巻線３０との間に、励磁巻線３０と並列に接続されている。
【００１３】
増幅回路部２０は、２４Ｖの正電源で動作するように構成されている。具体的には、増幅回路部２０は、２４Ｖの正電源で動作するオペアンプＩＣ１を含み、オペアンプＩＣ１の非反転入力端子には、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧された２４Ｖが入力される。尚、オペアンプＩＣ１の反転入力端子には、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を介してレゾルバデジタルコンバータ１２が接続される。オペアンプＩＣ１の出力は、２４Ｖの正電源とグランドの間に直列接続された２つのトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の各ベースに接続される。トランジスタＴｒ１は、ｎｐｎ型であり、コレクタが２４Ｖの正電源に接続され、エミッタがトランジスタＴｒ２のエミッタに接続される。トランジスタＴｒ２は、ｐｎｐ型であり、コレクタがグランドに接続される。トランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＴｒ２のエミッタ間は、カップリングコンデンサＣｃに接続される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２は、オペアンプＩＣ１の出力電流を増幅する電流増幅回路として動作し、正領域で振動する正弦波の出力を生成する。この正弦波の出力は、カップリングコンデンサＣｃにより正負の領域で振動する正弦波（励磁信号）とされる。尚、図示の例では、２４Ｖの正電源を使用しているが、正電源の電圧値は任意であってよい。
【００１４】
インバーター制御回路１は、励磁信号から負電源を生成する負電源生成回路４０を備える。負電源生成回路４０は、励磁巻線３０に対して並列に接続される。負電源生成回路４０は、半波整流回路４２を含む。半波整流回路４２は、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とを備える。ダイオードＤ１のカソードは、カップリングコンデンサＣｃと励磁巻線３０との間に接続される。従って、ダイオードＤ１のカソードには、レゾルバの励磁信号が印加される。半波整流回路４２は、この励磁信号から負の半周期分(負の電圧)を取り出して負電源を生成する。
【００１５】
負電源生成回路４０は、更に、定電圧回路４４を含んでよい。定電圧回路４４は、半波整流回路４２で取り出された負電圧を一定の負電圧にする。定電圧回路４４は、任意の構成であってよい。図示の例では、定電圧回路４４は、ドロッパ型の構成であり、トランジスタＴｒ３のコレクタが半波整流回路４２のダイオードＤ１のアノードに接続される。トランジスタＴｒ３のベースには、カソードがグランドに接続されたツェナーダイオード(定電圧ダイオード)ＤＺが接続される。ツェナーダイオードＤＺは、ツェナー電圧が例えば５．６Ｖであってよい。また、抵抗Ｒ５は、トランジスタＴｒ３のベースとツェナーダイオードＤＺのカソードの間と、トランジスタＴｒ３のコレクタと半波整流回路４２のダイオードＤ１のアノードとの間とを接続するラインに設けられる。負電源生成回路４０に負電流（半波整流回路４２のダイオードＤ１のアノードからカソードに向かう向きの電流）が流れると、ツェナーダイオードＤＺによりトランジスタＴｒ３のベースに定電圧(本例では、−５．６Ｖ)が印加される。このとき、トランジスタＴｒ３は導通し、ベースエミッタ間電圧は例えば０．６Ｖである。これにより、−５Ｖの定電圧が生成される。尚、負荷の変化によりポイントＰ３から負荷に流れる負荷電流が変動しようとすると、ベース電流の変化によりツェナーダイオードＤＺのツェナー電流は変化するもののツェナー電圧の変化は少なく、ポイントＰ３の電圧（負荷電圧）は大きく変化せず、−５Ｖ程度に保たれる。
【００１６】
図２は、図１に示すインバーター制御回路１の主要ポイントＰ１乃至Ｐ３で発生する波形を示す図である。尚、図２の横軸は時間である。図２において、Ｓ１は、図１のポイントＰ１で現れる信号（励磁信号）の波形を示し、Ｓ２は、図１のポイントＰ２で現れる電圧波形（半波整流回路４２により整流された電圧波形）を示し、Ｓ３は、図１のポイントＰ３で現れる電圧波形（定電圧回路４４により定電圧化された電圧波形）を示す。
【００１７】
図２に示すように、半波整流回路４２により整流された電圧波形では、図２のＹ部に示すように、ややリプルが発生しているが、定電圧回路４４により定電圧化された電圧波形では、−５Ｖの定電圧が実現されている。また、励磁信号は、負の極小値付近（図２のＹ部）で波形にやや歪が見られるが、励磁電源として実質的に問題のないレベルである。
【００１８】
以上のように、本実施例によれば、負電源を用いずにレゾルバの励磁信号を生成しつつ、レゾルバの励磁信号を利用して簡易な構成で負電源を生成することができる。これにより、インダクタ、コンデンサ、ＭＯＳＦＥＴ、制御ＩＣ等の多くの部品を用いて負電源を構成する必要がなくなり（即ち、スイッチング電源方式の負電源生成回路が不要となり）、インバーター制御基板の小型化や低コスト化を図ることができる。また、スイッチング電源方式の負電源生成回路を使用しないことにより、制御基板から放射されうる電磁波ノイズを低減することができる。尚、本実施例では、励磁信号を利用して負電源を生成するので、励磁信号へ僅かな歪を与えることになるが、その歪は上述の如く非常に小さく無視できる範囲となる。
【００１９】
本実施例において、負電源生成回路４０により生成された負電源は、好ましくは、高圧検出回路で使用される。これは、高圧検出回路では、負電源を使用しないと、オペアンプの出力飽和電圧特性により０Ｖ近辺の電圧出力において線形性を確保することができない等の問題が生じるためである。また、高圧検出回路では、電源容量は非常に小規模であってよいため、本実施例のような簡易な負電源によっても十分に機能するためである。
【００２０】
図３は、本発明の他の一実施例（実施例２）によるインバーター制御回路２の要部を示す図である。本実施例２のインバーター制御回路２の負電源生成回路４０Ａは、上述した実施例１によるインバーター制御回路１の負電源生成回路４０に対して、半波整流回路４２に代えて、チャージポンプ回路４３を備える点が主に異なる。他の構成は、上述した実施例１によるインバーター制御回路１と同一であってよく、同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００２１】
チャージポンプ回路４３は、図３に示すように、２つのダイオードＤ２，Ｄ３と２つのコンデンサＣ４，Ｃ５を備える。コンデンサＣ４は、カップリングコンデンサＣｃと励磁巻線３０との間（ポイントＰ１）に接続される。従って、コンデンサＣ４には、レゾルバの励磁信号が印加される。ダイオードＤ２は、カソードがグランドに接続される向きでコンデンサＣ４に並列に接続される。ダイオードＤ３は、カソードがコンデンサＣ４に接続される向きでコンデンサＣ４に直列に接続される。コンデンサＣ５は、ダイオードＤ３のアノードに並列に接続される。ダイオードＤ３のアノードには、定電圧回路４４が接続される。レゾルバの励磁信号によりポイントＰ１に正の電圧が印加されると、コンデンサＣ４は、出力側（ダイオードＤ２の順方向）に充電される。次いで、レゾルバの励磁信号が反転してポイントＰ１に負の電圧が印加されると、コンデンサＣ５はダイオードＤ３の順方向に充電され、コンデンサＣ５へ充電された電荷分だけコンデンサＣ４の電荷が減少する（放電する）。このようにして、コンデンサＣ５の両端には負電圧（およそ−１８Ｖ）が発生する。
【００２２】
図４は、本発明の他の一実施例（実施例３）によるインバーター制御回路３の要部を示す図である。
【００２３】
本実施例３のインバーター制御回路３の負電源生成回路４０Ｂは、上述した実施例１によるインバーター制御回路１の負電源生成回路４０に対して、定電圧回路４４に代えて、定電圧回路４４Ｂを備える点が主に異なる。他の構成は、上述した実施例１によるインバーター制御回路１と同一であってよく、同一の参照符合を付して説明を省略する。
【００２４】
定電圧回路４４Ｂは、電圧レギュレータ（３端子レギュレータ）４５を含む。３端子レギュレータは、出力電圧固定型であってもよい。入力端子（IN）、出力端子（OUT）、グラウンド（GND）の３端子を備え、入力端子（IN）が半波整流回路４２の出力側に接続される。このような構成によっても−５Ｖの定電圧が生成される。
【００２５】
尚、図４に示した実施例３では、半波整流回路４２が使用されているが、半波整流回路４２に代えて、図３の実施例２で説明したチャージポンプ回路４３が使用されてもよい。
【００２６】
図５は、本発明の他の一実施例（実施例４）によるインバーター制御回路４の要部を示す図である。
【００２７】
本実施例４のインバーター制御回路４の負電源生成回路４０Ｃは、上述した実施例１によるインバーター制御回路１の負電源生成回路４０に対して、定電圧回路４４を備えていない点が主に異なる。即ち、本実施例４では、定電圧回路４４が省略されている。他の構成は、上述した実施例１によるインバーター制御回路１と同一であってよく、同一の参照符合を付して説明を省略する。この場合、負電源に多少のリプルが発生するが（図２参照）、かかるリプルが許容できる場合には、非常に簡易な構成で負電源を生成することができるという利点を有する。
【００２８】
尚、図５に示した実施例４では、半波整流回路４２が使用されているが、半波整流回路４２に代えて、図３の実施例２で説明したチャージポンプ回路４３が使用されてもよい。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３０】
例えば、上述した実施例では、−５Ｖや−９．５Ｖの負電圧を生成しているが、負電圧の数値はあくまで一例である。
【符号の説明】
【００３１】
１，２，３，４    インバーター制御回路
１０    励磁回路
２０    増幅回路部
３０    励磁巻線
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ    負電源生成回路
４２    半波整流回路
４３    チャージポンプ回路
４４，４４Ｂ    定電圧回路
４５    電圧レギュレータ
【図１】
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【図２】
2013183566.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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